【C++】类的友元

1 友元

友元分为：友元函数和友元类

友元提供了一种突破封装的方式，有时提供了便利。但是友元会增加耦合度，破坏了封装，所以友元不宜多用。

1.1友元函数

友元函数可以直接访问 类的 私有 成员，它是定义在类外部的普通函数 ，不属于任何类，但需要在类的内部声明，声明时需要加friend关键字。

class Date
{
	//友元函数
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
public:
 
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
	return out;
}

说明：

1.友元函数可访问类的私有和保护成员，但不是类的成员函数。
2.友元函数不能用const修饰。
3.友元函数可以在类定义的任何地方声明，不受类访问限定符限制。
4.一个函数可以是多个类的友元函数。
5.友元函数的调用与普通函数的调用和原理相同。

1.2 友元类

友元类的所有成员函数都可以是另一个类的友元函数，都可以访问另一个类中的非公有成员。

//友元
class Date;//Date类的声明
 
class Time
{
	//友元类
	friend class Date;
public:
	Time(int hour = 0, int minute = 0, int second = 0)
		:_hour(hour)
		,_minute(minute)
		,_second(second)
	{}
private:
	int _hour;
	int _minute;
	int _second;
};
 
class Date
{
	友元函数
	friend ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d);
public:
	
	要访问Time类内的成员，使用友元类
	void SetDateTime(int hour,int minute,int second)
	{
		_t._hour = hour;
		_t._minute = minute;
		_t._second = second;
	}
private:
	int _year;
	int _month;
	int _day;
 
    Time _t;
};
ostream& operator<<(ostream& out, const Date& d)
{
	out << d._year << "-" << d._month << "-" << d._day << endl;
	return out;
}

我们发现如果我们需要在Date类内要访问Time类内的成员，就要使用友元类。

注意：
1.友元关系是单向的，不具有交换性。
比如上述 Time 类和 Date 类，在 Time 类中声明 Date 类为其友元类，那么可以在 Date 类中直接访问 Time类的私有成员变量，但想在Time 类中访问 Date 类中私有的成员变量则不行。
2.友元关系不能传递
如果 B 是 A 的友元， C 是 B 的友元，则不能说明 C 时 A 的友元。

2 内部类

内部类说白了就是在一个类里面再去定义一个类。所以如果一个类定义在另一个类的内部，这个内部类就叫做内部类。注意此时这个内部类是一个独立的类，它不属于外部类，更不能通过外部类的对象去调用内部类。外部类对内部类没有任何优越的访问权限。

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
 
	//内部类
    class B
	{
	public:
 
	private:
		int _b;
	};
};
int main()
{
	A aa;//只有A的成员 
	cout << sizeof(A) << endl;
	return 0;
}

如这段代码，我们在类A中定义了内部类B。我们sizeof（A）发现只有A自己的成员。
因此：sizeof(外部类)=外部类，和内部类没有任何关系。

此外，内部类天生就是外部类的友元.

内部类就是外部类的友元类。注意友元类的定义，内部类可以通过外部类的对象参数来访问外部类中 的所有成员。但是外部类不是内部类的友元。

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	//内部类
	class B//B天生是A的有友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;
			cout << a.h << endl;
		}
	private:
		int _b;
	};
};

外部类不是内部类的友元

class A
{
private:
	static int k;
	int h;
public:
	//内部类
	class B//B天生是A的有友元
	{
	public:
		void foo(const A& a)
		{
			cout << k << endl;
			cout << a.h << endl;
		}
	private:
		int _b;
	};
	void Print(const B&b)
	{
		b._b;//访问不到
	}
};

特性：

1. 内部类可以定义在外部类的 public 、 protected 、 private 都是可以的。
2. 注意内部类可以直接访问外部类中的 static 、枚举成员，不需要外部类的对象 / 类名。
3. sizeof( 外部类 )= 外部类，和内部类没有任何关系。